package my.util;

/**
 * <p>
 * 动态数组实现，实现动态缩容
 * </p>
 *
 * @author AJun
 * @since 2020/8/11
 */
public class ArrayList<E> extends AbstractList<E> {

    /**
     * 元素容器
     */
    private E[] elements;

    /**
     * 默认容量: 10
     */
    private static final int DEFAULT_CAPACITY = 10;

    public ArrayList() {
        this(DEFAULT_CAPACITY);
    }

    @SuppressWarnings({"unchecked", "ManualMinMaxCalculation"})
    public ArrayList(int capacity) {
        // 如果传入容量小于十，则认为是十
        capacity = (capacity < DEFAULT_CAPACITY) ? DEFAULT_CAPACITY : capacity;
        elements = (E[]) new Object[capacity];
    }

    /**
     * 如果要调用 index 方法，需要重写泛型对象的 equals 方法
     */
    @Override
    public int indexOf(E element) {
        if (element == null) { // 防止空指针异常
            for (int i = 0; i < size; i++)
                if (elements[i] == null) // 如果传入 null，找到为 null 的元素并返回其下标
                    return i;
        } else {
            for (int i = 0; i < size; i++)
                if (element.equals(elements[i])) // 对象类型的比较，用 equals
                    return i;
        }
        return -1;
    }

    @Override
    public E get(int index) {
        rangeCheck(index);

        return elements[index];
    }

    @Override
    public E set(int index, E element) {
        rangeCheck(index);

        E old = elements[index];
        elements[index] = element;
        return old;
    }

    @SuppressWarnings("ManualArrayCopy")
    @Override
    public void add(int index, E element) {
        rangeCheckForAdd(index);

        // 扩容: new 一个更大的 Array，将引用指向这个 Array
        ensureCapacity(size + 1); // 确保容量是 size + 1

        // 数组右移 [index, (size - 1)]
        /*for (int i = size - 1; i >= index; i--) {
            elements[i + 1] = elements[i];
        }*/
        // [(index + 1) ~ size]
        for (int i = size; i > index; i--) { // 减少运算，优化
            elements[i] = elements[i - 1];
        }
        elements[index] = element;
        size++;
    }

    @SuppressWarnings("ManualArrayCopy")
    @Override
    public E remove(int index) {
        rangeCheck(index);

        E old = elements[index];
        // 数组左移 [(index + 1), (size - 1)]
        for (int i = index + 1; i < size; i++) {
            elements[i - 1] = elements[i];
        }
        // size--;
        // elements[size] = null; // 后面的位置上的元素指向的对象需要被回收，设为 null
        elements[--size] = null; // 先--，再清空，简化代码

        // 确定是否要缩容
        trimCapacity();

        return old;
    }

    @SuppressWarnings("unchecked")
    @Override
    public void clean() {
        // 让元素都为 null(数组中的元素可能不是基本类型)，让 GC 回收数组中的对象
        for (int i = 0; i < size; i++)
            elements[i] = null;

        size = 0; // 清空容器

        // 缩容: 如果不为空且容量大于默认容量
        if (elements != null && elements.length > DEFAULT_CAPACITY)
            elements = (E[]) new Object[DEFAULT_CAPACITY];
    }

    /**
     * 保证要具备 capacity 的容量大小
     *
     * @param capacity 容量大小
     */
    @SuppressWarnings({"unchecked", "ManualArrayCopy"})
    private void ensureCapacity(int capacity) {
        int oldCapacity = elements.length;
        // 如果旧的容量大于给定的容量，则不需要扩容
        if (oldCapacity >= capacity) return;

        // 扩容，每次扩容旧容量的 1.5 倍, 位运算效率高, oldCapacity >> 1(右移一位) = oldCapacity/2
        int newCapacity = oldCapacity + (oldCapacity >> 1);

        // 数组拷贝
        E[] newElements = (E[]) new Object[newCapacity];
        for (int i = 0; i < size; i++) {
            newElements[i] = elements[i]; // 数组中数据拷贝
        }
        elements = newElements;
        // System.out.println(oldCapacity + " 扩容为 => " + newCapacity);
    }

    /**
     * 缩容方法: 剩余空间只占总容量的一半，就进行缩容
     */
    @SuppressWarnings({"unchecked", "ManualArrayCopy"})
    private void trimCapacity() {
        int oldCapacity = elements.length;
        int newCapacity = oldCapacity >> 1; // 新的容量为原来的一半

        // 剩余空间不足总容量的一半 或 总容量不足默认容量，不缩容
        if (size >= newCapacity || oldCapacity <= DEFAULT_CAPACITY)
            return;

        // 缩容，缩小一半
        E[] newElements = (E[]) new Object[newCapacity];
        for (int i = 0; i < size; i++)
            newElements[i] = elements[i];
        elements = newElements;
        // System.out.println(oldCapacity + " 缩容为 => " + newCapacity);
    }

    @Override
    public String toString() {
        StringBuilder sb = new StringBuilder();
        sb.append("size=").append(size).append(", [");
        for (int i = 0; i < size; i++) {
            if (i > 0) sb.append(", "); // 不需要减法运算
            sb.append(elements[i]);
            // if (i < size - 1) sb.append(", "); // 要做减法运算
        }
        sb.append("]");
        return sb.toString();
    }

}
